测试技术实验报告最终版汇总
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一、交流全桥的应用——电子秤实验一、实验目的:本实验说明交流激励的金属箔式应变电桥的实际应用。
二、实验内容:本实验说明交流电的四臂应变电桥的原理和实际应用情况,在相敏检波器中整形电路的作用下将输入的正弦波正转换成方波。
交流电桥比直流电桥有更高的灵敏度。
当阻容网络rc 不变时,相移将随输入信号的频率而变化,增大相角可以进一步提高灵敏度。
三、实验要求:1.电桥接入5khz交流。
2.组桥应注意接成差动式,即相邻电阻的受力方向相反。
四、实验装置:1.传感器系统实验仪 csy型 10台2.通用示波器 cos5020b 10台3.七喜电脑 8台4.消耗材料霍尔片(专用) 1个插接线(专用) 10个基层电池(9v) 10个五、实验步骤:1.按图3接线,组成全桥,音频和差放幅度旋钮适当,以毫伏表在50mv档时用手提压梁时毫伏表指针满档为宜。
图3 接线图2.在悬臂梁顶端磁钢上放好称重平台,在梁处于水平状态时调整电桥的调平衡电位器wd 和wa,使系统输出为零。
3.在称重平台上逐步加上砝码进行标定,并将结果填入表3。
表3 实验数据4.取走砝码,在平台上加一未知重量的重物,记下电压表读数。
六、实验数据及处理:在称重平台上每加—个砝码w,记下—个输出v值,对电子称进行标定。
用方格纸画出w――v曲线,根据标定曲线计算出未知-重量重物的重量。
回归方程为v=0.044w-0.06,当v=1.16时,w=27.73g.二、霍尔传感器的直流激励特性实验一、实验目的:了解霍尔传感器的直流激励特性。
二、实验内容:给霍尔传感器通以直流电源,经差动放大器放大,当测微头随振动台上、下移动时,就有霍尔电势输出,从而可以测出霍尔传感器在直流激励下的输出特性。
三、实验原理:由两个半圆形永久磁钢组成梯度磁场,位于梯度磁场中的霍尔元件(霍尔片)通过底座连接在振动台上。
当霍尔片通以恒定电流时,将输出霍尔电势。
改变振动台的位置,霍尔片就在梯度磁场中上下移动,霍尔电势v值大小与其在磁场中的位移量x有关。
实验题目:《机械转子底座的振动丈量和剖析》实验报告姓名 + 学号:冯云凌(2111601211 )、实验时间:2016 年10 月24 日实验班级:专硕二班实验教师:邹大鹏副教授成绩评定:_____ __教师署名:_____ __机电学院工程测试技术实验室广东工业大学广东工业大学实验报告一、预习报告:(进入实验室以前达成)1.实验目的与要求 :实验目的:1.掌握磁电式速度传感器的工作原理、特色和应用。
2.掌握振动的丈量和数据剖析。
实验要求:先利用光电式转速传感器丈量出电机的转速;而后利用磁电式速度传感器丈量机械转子底座在该电机转速下的振动速度;对丈量出的振动速度信号进行频谱剖析;找出振动信号的主频与电机转速之间的关系。
2.初定设计方案 :先利用光电式转速传感器丈量出电机的转速;而后利用磁电式速度传感器丈量机械转子底座在该电机转速下的振动速度;利用获取的数据,使用MATLAB对丈量出的振动速度信号进行频谱剖析;找出振动信号的主频与电机转速之间的关系。
3.实验室供给的仪器设施、元器件和资料本次实验的主要仪器设施有:机械转子系统,光电式转速传感器,磁电式速度传感器,USB 数据收集卡,计算机等。
磁电式速度传感器简介:OD9200 系列振动速度传感器,可用于对轴承座、机壳或构造有关于自由空间的绝对振动丈量。
其输出电压与振动速度成正比,故又称速度式振动传感器。
其输出能够是速度值的大小,也能够是把速胸怀经过积分变换成位移量信号输出。
这类丈量可对旋转或往复式机构的综合工况进行评论。
OD9200 系列速度振动传感器属于惯性式传感器。
是利用磁电感觉原理把振动信号变换成电信号。
它主要由磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼等部分构成。
在传感器壳体中刚性地固定有磁铁,惯性质量(线圈组件)用弹簧元件悬挂于壳体上。
工作时,将传感器安装在机器上,在机器振动时,在传感器工作频次范围内,线圈与磁铁相对运动、切割磁力线,在线圈内产生感觉电压,该电压值正比于振动速度值。
《软件测试技术》实验报告实验序号:3实验项目名称:单元测试工具JUnit的基本应用学号实验地址姓名指导教师专业、班实验时间一、实验目的及要求掌握在 Eclipse 环境下 JUnit 单元测试工具的安装和使用方法;针对一个实质问题,在 JUnit 环境下设计并履行测试用例。
二、实验要求开发环境: Eclipse v3.7 及以上版本; JUnit v4.10 及以上版本;文本编写软件。
硬件要求: CPU PIV 以上, 256M 内存, 1G 硬盘空间。
系统要求: Windows98/Me/XP/NT/2000 , IE 5 以上。
三、实验内容与步骤1.下载并安装 JDK2.下载并安装 Eclipse3.下载并安装 JUnit4.通读自动售货机程序,并在 Eclipse 环境下运转该程序5.在 JUnit 环境下履行以下表格中的测试用例,并填写完成该表格。
编输入值输入值状态预期输出实质情号Type money况001Beer5C各资Input Information源剩Type: Beer; Money: 5 Cents; Change: 0余Current StateBeer: 5Orange Juice: 65 Cents: 71 Dollar: 6002OrangeJuice5C各资Input Information源剩Type: OrangeJuice; Money: 5 Cents; Change: 0余Current StateBeer: 6Orange Juice: 55 Cents: 71 Dollar: 6003 Beer1D没有Failure Information啤酒Beer Shortage5.提交测试用例程序和该程序运转结果最后画面。
6.总结本次试验,并撰写实验报告。
四、实验结果与数据办理编输入值输入值状态号Type money001Beer5C各资源剩余002OrangeJuice 5C各资源剩余003 Beer1D没有啤酒预期输出Input InformationType: Beer; Money: 5 Cents; Change: 0Current StateBeer: 5Orange Juice: 65 Cents: 71 Dollar: 6Input InformationType: OrangeJuice; Money: 5 Cents; Change: 0Current StateBeer: 6Orange Juice: 55 Cents: 71 Dollar: 6Failure InformationBeer Shortage实质情况与预期值一致与预期值一致与预期值有偏差实验环境变量配置。
测试技术实验报告班级:姓名:学号:河南科技大学机电工程学院测控教研室二O一一年五月实验一 测量电桥静态特性测试报告 同组人: 时间:一、实验目的1. 熟悉静态电阻应变仪的工作原理和使用方法2. 熟悉测量电桥的三种接法,验证公式04n y e e δε=3. 分析应变片组桥与梁受力变形的关系,加深对等强度梁概念的理解4. 验证温度对测量的影响并了解消除方法 二、实验设备静态电阻应变仪、等强度梁、砝码、应变片 三、实验原理等强度梁受外力变形时,贴在其上的应变片的电阻也随之发生相应的变化。
应变片连接在应变仪测量桥的桥臂上,则应变片电阻的变化就转换为测量电桥输出电压的变化,应变仪采用“零位法”进行测量。
它采用双桥电路,一个是测量桥,另一个为读数桥。
当测量桥有电压输出时,调整读数桥的刻度盘,使仪表指针为零。
则此时读数桥读数与桥臂系数之比即为试件的实验应变值。
四、实验数据整理在等强度梁上逐级加载、卸载,并把三种电桥接法的测量结果填入表1。
表1 三种电桥接法的测量结果处理注:理论应变2=E bh ε理,其中10b=;h=6mm ;E=2×1011N/m 2 五、问答题1、 试分析实验中同一载荷下,半桥接法相对于单臂和全桥接法的仪器输出有什么不同?半桥接法时,仪器输出是单臂接法仪器输出的2倍,是全桥接法仪器输出的1/2,单臂接法时01R U =U 4R ∆±,半桥时01R U =U 2R ∆±,全桥时0RU =U R∆±。
同时,由上图数据可以看出,每对应一个负荷时,半桥接法时的仪器输出是单臂时的2倍,全桥的1/2。
2、 单臂测量时若试件温度升高,仪器输出(指针)如何变化?说明变化的原因。
仪器输出将变大。
当试件受力且试件温度升高时,输出电压F T0R R 1U =+4R R ∆∆⎛⎫⎪⎝⎭,R 为试件电阻,而本实验输出的是应变片的应变ε,F T 1R R 1=+S R R ε∆∆⎛⎫⎪⎝⎭,若试件温度升高时,则没有温度影响T R R ∆,F2R =SRε∆,显然,温度升高的变化1ε大于温度没有升高时的变化2ε,故试件温度升高时,仪器输出将变大。
苏州科技学院电子与信息工程学院现代测试技术实验报告班级 :姓名 :学号 :指导老师:潘敬熙2012年5月【实验一】常规测试测量仪器综合使用一、实验目的:了解通用示波器、信号发生器、万用表等常规测试测量仪器的原理、学习其一般的使用方法。
通过典型测量技术的计算机仿真与实验室电路搭建,掌握常规测试测量仪器综合使用的基本技能,提高分析问题与解决问题的能力。
二、实验内容1、学习通用示波器、信号发生器、万用表等常规测试测量仪器的原理。
应用通用示波器观测信号发生器发出的常用波形。
通过按钮操作,进一步了解通用示波器中触发及扫描电路的工作过程。
熟悉通用示波器的操作方法。
2、学习用集成模拟乘法器实现全载波调幅的方法与过程,熟悉调幅系数的示波测量法。
仿真时,模拟乘法器1496可由学生自行设计。
3、学习二阶有源滤波器的设计方法、调试方法和步骤。
并参照学习材料,查资料自行设计一带通或带阻滤波器自拟实验步骤,测出电路中心频率,测量并画出电路的幅频特性。
三、参考学习材料 1、示波器的组成框图图1.12、调幅系数M 的定义和计算公式设载波信号为:u c (t) = V c cos ωt ,调制信号为:u s (t) = V s cos Ωt 则调幅波信号的表达式为: u AM (t) = V c [1+(scV V )cos Ωt]·cos ωt = V c [1+M cos Ωt]•cos ωt其中,ω为载波信号的频率,Ω为调制信号的频率,scV M=V ——调制信号与载波信号幅度比,称为调幅系数。
从调幅波的表达式可以看出,已调幅波包络的最小值出现在cos Ωt= -1的瞬间,包络的最大值出现在cos Ωt = 1的瞬间。
设包络的最大峰峰值为B ,最小峰峰值为A ,有u AM (t)|max = V c (1+ M)cos ωt =B 2u AM (t)|min = V c (1- M)cos ωt =A 2由上两式可得: M=B-A100%B+A图1.23、调幅系数线性扫描测量法把已调幅信号加到示波器的Y 轴,X 轴采用示波器内的线性锯齿波电压,并把调制信号作为同步信号输入示波器的外触发或同步触发端,调整扫描电压的频率,应使其等于调制信号的频率(或是它的若干分之一),则可以在示波器屏幕上得到一稳定的调幅波波形(如上图所示)。
姓名:学号:班级:成绩:实验一 电阻式传感器的单臂电桥性能实验一、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本结构与使用方法。
2、掌握电阻应变式传感器放大电路的调试方法。
3、掌握单臂电桥电路的工作原理和性能。
二、实验所用单元电阻应变式传感器、调零电桥、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路1、电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其阻值发生变化,这就是电阻应变效应,其关系为:ΔR/ R =K ε,ΔR 为电阻丝变化值,K 为应变灵敏系数,ε为电阻丝长度的相对变化量ΔL/ L 。
通过测量电路将电阻变化转换为电流或电压输出。
2、电阻应变式传感如图1-1所示。
传感器的主要部分是下、下两个悬臂梁,四个电阻应变片贴在梁的根部,可组成单臂、半桥与全桥电路,最大测量范围为±3mm 。
1342+5VR RR5R1─外壳 2─电阻应变片 3─测杆 4─等截面悬臂梁 5─面板接线图图1-1 电阻应变式传感器3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图1-2所示,图中R 1、R 2、R 3为固定,R 为电阻应变片,输出电压U O =EK ε,E 为电桥转换系数。
+5V R 2rR 1R R 1R 2R 4RP 2OP07R 3R 4RP 1R 5+15V-15V 调零电桥电 阻传感器差动放大器4321876RPR 3VA DB CE 图1-2 电阻式传感器单臂电桥实验电路图四、实验步骤1、固定好位移台架,将电阻应变式传感器置于位移台架上,调节测微器使其指示15mm 左右。
将测微器装入位移台架上部的开口处,旋转测微器测杆使其与电阻应变式传感器的测杆适度旋紧,然后调节两个滚花螺母使电阻式应变传感器上的两个悬梁处于水平状态,两个滚花螺母固定在开口处上下两侧。
2、将放大器放大倍数电位器RP 1旋钮(实验台为增益旋钮)逆时针旋到终端位置。
3、用导线将差动放大器的正负输入端连接,再将其输出端接到数字电压表的输入端;按下面板上电压量程转换开关的20V 档按键(实验台为将电压量程拨到20V 档);接通电源开关,旋动放大器的调零电位器RP 2旋钮,使电压表指示向零趋近,然后换到2V 量程,旋动调零电位器RP 2旋钮使电压表指示为零;此后调零电位器RP 2旋钮不再调节,根据实验适当调节增益电位器RP 1。
测试技术实验报告实验⼀直流电桥实验班级学号姓名实验⽬的⾦属箔式应变⽚的应变效应,单臂、半桥、全桥测量电路⼯作原理、性能。
实验报告根据实验所得数据分别计算单臂、半桥、全桥系统灵敏度S=ΔU/ΔW(ΔU输出电压变化量,ΔW重量变化量),并与LabVIEW所得结果作对⽐(要求三个截图)。
实验数据记录表重量/g 20 40 60 80 100 120 140 160 180200电压/mV单臂0.0354 0.0631 0.0892 0.122 0.148 0.179 0.207 0.239 0.266 0.296半桥0.0987 0.112 0.178 0.223 0.284 0.341 0.395 0.518 0.509 0.564全桥0.117 0.223 0.332 0.443 0.557 0.672 0.721 0.894 1.021 1.121单桥电桥灵敏度:S=?u/?w=0.00145521半桥电桥灵敏度:S=?u/?w=0.00559895全桥电桥灵敏度:S=?u/?w=0.00278304单臂; 全桥半桥实验⼆典型传感器技术指标标定及测量班级学号姓名实验⽬的1、深⼊理解电容式位移传感器的⼯作原理、基本结构、性能及应⽤。
2、掌握测典型位移传感器标定⽅法和最⼩⼆乘法误差数据处理⽅法及获得⽅法。
3、掌握利⽤典型位移传感器(电涡流传感器及霍尔传感器)测量厚度的⽅法。
实验报告1、根据软件做出拟合曲线(要求截图,标定、测量模式各⼆张,共四张)。
2、最⼩⼆乘法和端点连线法确定的⾮线性度有什么关系?在什么情况下⼀致?最⼩⼆乘法确定的⾮线性度是每两点连线所确定⾮线性度的平均度。
因此要⼤于端点连线法确定的⾮线性度,线性情况不⼀致。
3、相对测量和绝对测量相⽐有哪些优点和缺点?相对测量⼯作效率⾼,数据较稳定,但精度较低。
绝对测量反之。
4、⽐较测试系统灵敏度的实际值与理论值,简要讨论差别产⽣的主要影响因素。
可能是寄⽣电容的存在,接⼊电容时产⽣的电压波动及仪器本⾝的系统误差。
机械工程与应用电子技术学院测试技术基础实验报告姓名学号成绩2014年6月实验一 直流电桥实验一 实验目的金属箔式应变片的应变效应,单臂、半桥、全桥测量电路工作原理、性能。
二 实验仪器应变传感器实验模块、托盘、砝码、试验台(数显电压表、正负15V 直流电源、正负4V 电源)。
三 实验原理电阻丝在外力作用下发生机械变形,电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,关系式:ε⋅=∆k RR(1-1) 式中RR∆为电阻丝电阻相对变化; k 为应变灵敏系数; ll∆=ε为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。
如图1-1所示通过这些应变片转换弹性体被测部位受力状态变化,电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,(1)单臂电桥:如图1-2所示R R R R ===765为固定电阻,与应变片一起构成一个单臂电桥,其输出电压RR RR E U ∆⋅+∆⋅=21140 (1-2) E 为电桥电源电压;式(1-2)表明单臂电桥输出为非线性,非线性误差为%10021⋅∆⋅-=RRL 。
(2)半桥:不同受力方向的两只应变片接入电桥做为邻边,如图1-3。
电桥输出灵敏度提高,非线性得到改善,当两只应变片的阻值想同、应变数也相同时,半桥的输出电压为RRE k E U ∆⋅=⋅⋅=220ε (1-3) 式中RR∆为电阻丝电阻相对变化; k 为应变灵敏系数; ll∆=ε为电阻丝长度相对变化;E 为电桥电源电压。
式(1-3)表明,半桥输出与应变片阻值变化率呈线性关系。
(3)全桥:全桥测量电路中,将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边,不同的接入邻边,如图1-4,当应变片初始值相等,变化量也相等时,其桥路输出RRE U ∆⋅=0 (1-4) 式中E 为电桥电源电压;RR∆为电阻丝电阻相对变化。
式(1-4)表明,全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差得到进一步改善。
(4)比较:根据式(1-2)、(1-3)、(1-4)电桥的输出可以看出,在受力性质相同的情况下,单臂电桥电路的输出只有全桥电路输出的1/4,而且输出与应变片阻值变化率存在线性误差;半桥电路的输出为全桥电路输出的1/2。
测试技术实验报告班级:姓名:学号:河南科技大学机电工程学院测控教研室二O一一年五月实验一 测量电桥静态特性测试报告 同组人: 时间:一、实验目的1. 熟悉静态电阻应变仪的工作原理和使用方法2. 熟悉测量电桥的三种接法,验证公式04n y e e δε=3. 分析应变片组桥与梁受力变形的关系,加深对等强度梁概念的理解4. 验证温度对测量的影响并了解消除方法 二、实验设备静态电阻应变仪、等强度梁、砝码、应变片 三、实验原理等强度梁受外力变形时,贴在其上的应变片的电阻也随之发生相应的变化。
应变片连接在应变仪测量桥的桥臂上,则应变片电阻的变化就转换为测量电桥输出电压的变化,应变仪采用“零位法”进行测量。
它采用双桥电路,一个是测量桥,另一个为读数桥。
当测量桥有电压输出时,调整读数桥的刻度盘,使仪表指针为零。
则此时读数桥读数与桥臂系数之比即为试件的实验应变值。
四、实验数据整理在等强度梁上逐级加载、卸载,并把三种电桥接法的测量结果填入表1。
表1 三种电桥接法的测量结果处理注:理论应变2=E bh ε理,其中10b=;h=6mm ;E=2×1011N/m 2 五、问答题1、 试分析实验中同一载荷下,半桥接法相对于单臂和全桥接法的仪器输出有什么不同半桥接法时,仪器输出是单臂接法仪器输出的2倍,是全桥接法仪器输出的1/2,单臂接法时01R U =U 4R ∆±,半桥时01R U =U 2R ∆±,全桥时0R U =U R∆±。
同时,由上图数据可以看出,每对应一个负荷时,半桥接法时的仪器输出是单臂时的2倍,全桥的1/2。
2、 单臂测量时若试件温度升高,仪器输出(指针)如何变化说明变化的原因。
仪器输出将变大。
当试件受力且试件温度升高时,输出电压F T 0R R 1U =+4R R ∆∆⎛⎫⎪⎝⎭,R 为试件电阻,而本实验输出的是应变片的应变ε,F T1R R 1=+S R Rε∆∆⎛⎫⎪⎝⎭,若试件温度升高时,则没有温度影响T R R ∆,F2R =SRε∆,显然,温度升高的变化1ε大于温度没有升高时的变化2ε,故试件温度升高时,仪器输出将变大。
(精华版)测试技术实验报告测试技术实验报告__学院《过程控制测试技术》实验报告本2012----20__学年第二学期专业班级:__班姓名:___学号:___指导老师:实验一MATLAB基本应用一、实验目的1、学习MATLAB的基本用法;2、了解MATLAB的目录结构和基本功能。
二、实验内容:题目1、已知_的取值范围,画出y=sin(_)的图型。
参考程序:_=0:0.05:4pi;y=sin(_);plot(y)运行结果:题目2、已知z取值范围,_=sin(z);y=cos(z);画三维图形。
参考程序:z=0:pi/50:10pi;_=sin(z);y=cos(z);plot3(_,y,z)_label('_')ylabel('y')zlabel('z')运行结果:题目3、已知_的取值范围,用subplot函数绘图。
参考程序:_=0:0.05:7;y1=sin(_);y2=1.5cos(_);y3=sin(2_);y4=5cos(2_);subplot(2,2,1),plot(_,y1),title('sin(_)')subplot(2,2,2),plot(_,y2),title('1.5cos(_)')subplot(2,2,3),plot(_,y3),title('sin(2_)')subplot(2,2,4),plot(_,y4),title('5cos(2_)')连续信号的MATLAB表示题目4、指数信号:指数信号Aeat在MATLAB中可用e_p函数表示,其调用形式为:y=Ae_p(at)(例取A=1,a=-0.4)参考程序:A=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=Ae_p(at);plot(t,ft);gridon;运行结果:题目5、正弦信号:正弦信号Acos(w0t+)和Asin(w0t+)分别由函数cos和sin表示,其调用形式为:Acos(w0t+phi);Asin(w0t+phi)(例取A=1,w0=2,=/6)参考程序:A=1;w0=2pi;phi=pi/6;t=0:0.001:8;ft=Asin(w0t+phi);plot(t,ft);gridon;运行结果题目6、抽样函数:抽样函数Sa(t)在MATLAB中用sinc函数表示,其定义为:sinc(t)=sin(t)/(t),其调用形式为:y=sinc(t)参考程序:t=-3pi:pi/100:3pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);gridon;运行结果实验二周期信号波形的合成与分解一、实验目的学会使用MATLAB观察方波信号的分解与合成二、实验内容编制MATLAB程序,仿真实现下图周期方波信号的分解与合成。
BEEJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY机械工程与应用电子技术学院测试技术基础实验报告姓名_______________________________________学号______________________________________成绩______________________________________2014年6月实验一直流电桥实验实验目的金属箔式应变片的应变效应,单臂、半桥、全桥测量电路工作原理、性能。
二实验仪器源、正负4V电源)。
三实验原理电阻丝在外力作用下发生机械变形, 电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,关系式:(1-1)式中一R为电阻丝电阻相对变化;Rk为应变灵敏系数;—为电阻丝长度相对变化l金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。
如图1-1 所示应变传感器实验模块、托盘、砝码、试验台(数显电压表、正负15V直流电通过这些应变片转换弹性体被测部位受力状态变化, 电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,(1)单臂电桥:如图1-2所示R 5 R Q R 7 R 为固定电阻,与应变片一起构成一个单臂电桥,其输出电压(1-2)E 为电桥电源电压;式(1-2)表明单臂电桥输出为非线性,非线性误差为L 1— 100% 。
2 R(2)半桥:不同受力方向的两只应变片接入电桥做为邻边,如图1-3。
电桥输出灵敏度提高,非线性得到改善,当两只应变片的阻值想同、应变数也相同时, 半桥的输出电压为k 为应变灵敏系数;f 为电阻丝长度相对变化; E 为电桥电源电压式中 U oR—为电阻丝电阻相对变化;RE _R 2 R(1-3)应变片式(1-3)表明,半桥输出与应变片阻值变化率呈线性关系。
(3)全桥:全桥测量电路中,将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边,不同的接入邻边,如图1-4,当应变片初始值相等,变化量也相等时,其桥路输出RU o E —(1-4)R式中E为电桥电源电压;—为电阻丝电阻相对变化。
R式(1-4)表明,全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差得到进一步改善。
(4)比较:根据式(1-2)、(1-3)、(1-4)电桥的输出可以看出,在受力性质相同的情况下,单臂电桥电路的输出只有全桥电路输出的1/4,而且输出与应变片阻值变化率存在线性误差;半桥电路的输出为全桥电路输出的1/2。
半桥电路和全桥电路输出与应变片阻值变化率成线性。
四实验内容与步骤1•应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块上方的R1、R2、R3、R4上。
R1、R3为梁上部电阻,R2、R4为梁下部电阻,当悬臂梁一端加重物时,R1、R3受拉力,R2、R4受压力。
2.差动放大器调零。
从主控台接入±5V电源,检查无误后,合上主控台电源开关,将差动放大器的输入端Ui短接并与地短接,输出端Uo2借数显电压表(选择2V档)。
将电位器Rw3调到增益最大位置(顺时针转到底),调节电位器Rw4 使电压表显示为0V。
关闭主控台电源。
(Rw3、Rw4的位置确定后不能改动)拔掉差动放大器输入端的短接线。
曲:在实輪,实議二中,砂m哒抵示甘趙.月咳上的应竇片爾妙内部找饰榕豳左上角虧?创faazRiiw卜*吾毗黯时歸衲MfiMrstnaM斑他E&fis. (KUttMl:用郴除表示im榕入恤的日怪;下面的半械全桥求在圏中岳出#电灣益出蟹盂"(nm^mcufti£)图I?甲習电桁您出培昨图3•按图1-2连线,将应变式传感器的其中一个应变电阻(如R1)接入电桥与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。
加托盘。
电桥输出接到差动放大器的输入端Ui,检查接线无误后,合上主控台电源开关,调节Rw1使电压表显示为零。
4.在应变传感器托盘上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到200g砝码加完,记下实验结果,填入表中单臂一列。
5.保持差动放大电路不变,仿照步骤3,分别按图1-4, 1-6将应变电阻连接成半桥和全桥电路,做半桥和全桥性能实验,并将实验数据记录在下表中。
图卜I半桥面箍垛线閔播主控箱褛数显轰电源输岀Ll x地图1-6全枚和額摂线幽接主控弔 .电源㈱出应变传感器实验模块五实验数据及处理、分析1•根据实验所得数据分别计算单臂、半桥、全桥系统灵敏度S U W(U为输出电压变化量,W为重量变化量)。
电压/V 单臂0.029 0.058 0.086 0.116 0.145 0.174 0.203 0.232 0.261 0.291 半桥0.055 0.112 0.168 0.211 0.272 0.330 0.387 0.444 0.500 0.557 全桥0.115 0.227 0.338 0.415 0.562 0.673 0.787 0.899 1.013 1.125(1)单臂:S=0.0015(2)半桥:S=0.0028半桥实验二交流全桥称重实验一、实验目的1、了解交流全桥电路的原理,了解信号调理和信号处理的基本方法,理解移相器、相敏检波器和低通滤波器的原理。
通过本实验加深对交流电桥、信号调制与解调、滤波和放大概念的理解。
2、能够通过改变交流全桥的激励频率以提高和改善测试系统的抗干扰性和灵敏度,掌握测试信号的基本流程,熟练使用基本的信号测试工具。
二实验仪器移相器、相敏检波器、低通滤波器实验模块,应变传感器实验模块,±15V 电源,音频信号源,NI 6251采集卡、装有labview和NI采集卡驱动的计算机。
三实验原理交流电桥工作时增大相角差可以提高灵敏度,传感器最好是纯电阻性或纯电抗性的。
交流电桥只有在满足输出电压的实部和虚部均为零的条件下才会平衡。
在一般情况下,交流电桥的供桥电源必须具有良好的电压波形和频率稳定度。
实验室一般采用5~10KHz 音频交流电源作为交流电桥电源。
这样,电桥输出将为调制波,外界工频干扰不易从线路中引入,并且后接交流放大电路简单而无零飘。
采用交流电桥时,必须注意到影响测量误差的一些因素,例如,电桥中元件之间的互感影响、无感电阻的残余电抗、临近交流电路对电桥的感应作用、泄露电阻以及元件之间、元件与地之间的分布电容等。
四实验内容与步骤1 、连接NI 数据采集卡和转接板,将数据采集卡与电脑用数据线连接,开启实验台电源和数据采集卡开关,运行” measurement&automatio察看输入通道在转接板上的对应位置(AI0~68,AI1~33,GND~67)2、将音频信号源1 0 Us(左边信号源)输入AI0,调节信号源频率和幅度旋钮,使得信号源输出1kHz, Vp-p = 6V正弦信号3、按图正确接线,图中的示波器我们用数采卡取代,将相敏检波器的输出接入采集卡AI 0通道,低通滤波器的输出接AI1通道。
4、调节Rw3 到最大,差分放大电路输入短路,调节Rw4 使Uo2 输出为零(用主控箱上的数显表检测)。
5、调节电桥直流调平衡电位器Rw1,使系统输出基本为零,并用Rw2调零。
6打开NI数采卡开关,运行Labview程序示波器”并观察波形。
7、用手轻压应变梁到最低,调节移相”旋钮使检敏检波器Uo端波形成为首尾相接的全波整流波形如图所示。
然后放手,悬臂梁恢复至水平位置,再调节电桥中Rw1和Rw2电位器,使系统输出电压为零,此时桥路的灵敏度最高。
调节交流全桥灵敏度8、装上砝码盘,分别以每次20g增加砝码的重量,分别测出交流全桥输出值,如图所示,然后从200g每次递减20g砝码测量交流全桥输出值,填入表中。
将音频信号源Us频率调到2K赫兹,重复步骤&10、实验结束后,关闭实验台电源,整理好实验设备。
五实验数据及处理、分析用交流全桥实验装置测试砝码重量,将实验结果填入下表。
计算出交流全桥的灵敏度(k M V)和线性误差。
分析信号源频率和幅度以及移向器对交流全桥灵敏度的影响。
试验数据记录表音频信号源f 1kHz音频信号源f 2kHz实验四典型传感器技术指标标定及测量一、实验目的:(1)深入理解电容式位移传感器、光线传感器和电涡流传感器的工作原理、基本结构、性能及应用。
(2)掌握测量典型位移传感器标定方法和最小二乘法误差数据处理方法及获得方法。
(3)掌握利用典型位移传感器(电容传感器、光纤传感器、电涡流传感器)测量厚度的方法。
二、实验内容及原理:实验过程中,同学可以从电容传感器、光纤传感器和电涡流传感器中自由选择一种传感器进行标定和检测,有兴趣的同学也可以把这三种传感器都进行试验,更好的理解典型传感器的标定以及其在测厚(距)方面应用的区别。
下面分别讲述这三种传感器的工作原理。
电容式传感器是一种将被测量的变化转换成电容量的变化,经电路处理再变换成电压量输出的一种测量装置,通过检测输出电压的变化来获得被测量的信息。
电容传感器具有结构简单、测量精度高、动态响应快、非接触等优点,广泛应用于位移、液位、振动等测量之中。
在一般工作状态下,电容传感器极板间的位移变化和输出电压近似成线性关系,y kx b,k为灵敏度。
每种电容传感器的灵敏度不同,在测量之前都需要进行标定,灵敏度标定准确与否直接影响测量精度。
三、实验要求:(1).根据传感器的输出信号波形变化确定传感器的线性工作范围;(2).用给定的虚拟仪器软件完成传感器的标定,求出灵敏度及最小二乘拟合非线性度和端点连线非线性度;(3).熟练使用虚拟仪器软件Labview 进行编程,用给定的标定模板编写数据处理程序,并用编写的程序进行标定;用给定的相对测量程序模板编写相对测量程序,并用自己编写的程序重新完成工件厚度的相对测量,根据测量数据分析工件误差四、实验装置:传感器与检测技术实验台(电容传感器实验模板、光纤传感器实验模块、电涡流传感器实验模板、电容传感器、光纤传感器、电涡流传感器、数显表、土15V 电源、土4V电源、NI采集卡、PC机、Labview等虚拟仪器软件)。
五、实验步骤:电容传感器的标定搭建电容传感器标定系统。
按照图4-1将电容传感器安装在电容传感器试验模板上,输出信号通过采集卡接入计算机。
输出信号同时接数显表图4-1电容传感器的安装确定传感器的线性工作范围。
调整螺旋测微器,改变传感器测头位置,在数显表上观察输出信号的变化,确定传感器的线性工作范围。
a、使用给定软件标定利用给定软件对电容传感器进行标定。
把传感器位置调整在最佳线性工作范围的一个端点处,把此位置设定为初始位移值。
转动工作台上的测微头,使传感器的测头调动的步长设为一固定量值(一般为1mm),并记录此时传感器输出电压。
按照同样的方法,测得整个范围内标定点的数据。
采用最小二乘法和端点连线求出传感器的灵敏度和非线性度,并对两种处理方法的结果进行比较。